[发明专利]适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂及制备和应用方法

权利要求书

1.一种适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1选用电化学沉积载体，所述电化学沉积载体包括但不限于泡沫金属载体和非金属载体的一种，若选用所述泡沫金属载体，去除所述泡沫金属载体表面的氧化覆盖层和有机污染物；

S2：将金属盐溶解于溶剂中配置得到不同浓度的金属盐前驱体溶液，所述金属盐前驱体溶液中的金属离子的总摩尔浓度为0.01~ 2 mol/L，其中所述金属盐选自镍、铁、钴、铜、锰的硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、磷酸盐、乙酰丙酮盐、氯化物中的至少两种，所述溶剂选用去离子水或去离子水和甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基亚砜中的一种或几种混合液，所述溶剂中的去离子水的体积分数为5~100%；

S3:将所述电化学沉积载体置于所述金属盐前驱体溶液中超声一段时间，以所述电化学沉积载体为工作电极施加负电位进行电化学沉积得到沉积载体，其中电化学沉积的方式为恒电位电沉积，施加的电压为 -0.5 ~ -1.50 V vs. Ag/AgCl，电沉积时间为1 min ~300 min；

S4：将沉积载体置于碱溶液中进行老化后取出，进行清洗和干燥得到电催化剂，其中碱溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠溶液中的一种或多种，碱溶液浓度为0.1 ~ 5 mol/L，老化时间为0.5 ~ 24 h，老化温度为20 ~ 80 ℃，得到的电催化剂表面存在大量厚度为纳米级别的二维纳米片层结构，利用两种金属的金属盐前驱体溶液制备得到的电催化剂的表面存在大量的M₁-O-M₂结构，其中M₁和M₂为不同的金属。

2.根据权利要求1所述的适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂的制备方法，其特征在于，泡沫金属载体选自泡沫镍、泡沫铁、泡沫钴、泡沫铜中的一种或几种，非金属载体选自碳纸、碳布中的一种或几种。

3.一种适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂，其特征在于，根据权利要求1或2任一所述的适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂的制备方法制备得到。

4.一种适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂的应用方法，其特征在于，包括步骤：以权利要求3所述的适用于合成2,5-呋喃二甲酸的电催化剂作为阳极，以含5-羟甲基糠醛的碱溶液为碱性电解液，进行电化学氧化制备2,5-呋喃二甲酸。